ПРОЦЕССЫ НАКОПЛЕНИЯ РАДОНА-222 В ПОМЕЩЕНИЯХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В СЕЙСМОАКТИВНЫХ ЗОНАХ ТУВЫ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ NATURAL SCIENCES

Доржу У.В. - редактор раздела U. V. Dorzhu - Section Editor

УДК 541.2:546.296. (2Рос.Тув) doi 10.24411/2221-0458-2024-01-06-15

ПРОЦЕССЫ НАКОПЛЕНИЯ РАДОНА-222 В ПОМЕЩЕНИЯХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В СЕЙСМОАКТИВНЫХ ЗОНАХ ТУВЫ

Кара-Сал С-С.О., Кендиван О.Д-С., Ооржак У.С. Тувинский государственный университет, г. Кызыл

RADON-222 ACCUMULATION PROCESSES IN ROOMS LOCATED IN SEISMICALLY ACTIVE ZONES OF TUVA

S-S.O. Kara-Sal, O.D.-S. Kendivan Tuvan State University, Kyzyl

Представлены результаты исследования объемной активности радона-222 в воздухе помещений Бай-Тайгинского, Монгун-Тайгинского, Улуг-Хемского, Кызылского, Тандынского, Тере-Хольского, Сут-Хольского, Чеди-Хольского, Эрзинского, Дзун-Хемчикского, Тес-Хемского кожуунов Республики Тыва. В качестве средства измерения использовался радиометр радона РРА-01М-03. Обследования уровней активности радона в помещениях проводились методами осаждения на фильтр. Объемная активность радона

3 3

менялась в интервале от 20±10 Бк/м до 979±166 Бк/м . Максимальная объемная активность радона (979±166 Бк/м ) установлена в помещении частного дома.

Ключевые слова: радон-222; объемная активность радона; радиометр радона; Республика Тыва

The results of a study of the volumetric activity of radon-222 in the indoor air of the BaiTaiga, Mongun-Taiga, Ulug-Khem, Kyzyl, Tandy, Tere-Khol, Sut-Khol, Chedi-Khol, Erzin, Dzun-Khemchik, Tes-Khem dostricts of the Republic of Tuva are presented. The radon radiometer RRA-

01M-03 was used as a measuring instrument. Surveys of radon activity levels were carried out with the use of filter deposition methods. The volume activity of radon varied in the range from 20±10

3

Bq/m3 to 979±166 Bq/m3. The maximum volume activity of radon (979±166 Bq/m) was established in a private house.

Keywords: radon-222; radon volume activity; radon radiometer; Republic of Tuva

Исследование процессов накопления радона-222 в окружающей среде, поиск зависимостей между уровнем радона и источниками повышения его активности в предгорных районах Тувы представляет собой актуальную задачу в силу специфики региона:

1. Аномальные скопления уран -ториевых минералов в породах (геохимический фактор);

2. Особенности неотектоники региона: территория рассечена многочисленными тектоническими разломами (геотектонический фактор). Ситуация осложняется, кроме того, высокой сейсмичносностью территории. По сейсмичности территория относится к 8-9-и балльной зоне. В сейсмически опасных зонах наблюдается повышенное выделение радона-222 из почвы. Изменения содержания изотопа радона перед и после сейсмособытия впервые были замечены в Советском Союзе, где десятилетнее возрастание количества радона сменилось резким его падением перед Ташкентским землетрясением 1966 года (магнитуда 5,3). Исследования, связанные с регистрацией

концентрации радона и ее изменения во времени, в связи с проблемой радоноопасности и поиска предвестников землетрясений, в последние годы широко обсуждаются. Эти исследования рассматривались в целом ряде научных и прикладных публикаций [3-5].

Цель исследования: экспериментально оценить сезонные и суточные вариации объемной активности радона-222 в воде и помещениях населенных пунктов, расположенных в сейсмоактивных зонах Тувы. В качестве объектов исследования были взяты жилые помещения Бай-Тайгинского, Дзун-Хемчикского, Каа-Хемского, Монгун-Тайгинского, Пий-Хемского, Сут-Хольского, Тере-Хольского, Тес-Хемского, Улуг-Хемского, Чаа-Хольского, Чеди-Хольского района Республики Тыва.

Материалы и методы

исследования. Долгосрочные измерения объемной активности радона в воздухе, а также температуры внутри помещений выполнялись в режиме монитора радиометром радона РРА-01М-03, который позволяет измерять объемную активность

радона в необходимом диапазоне (до 20000 Бк/м3) с допустимой относительной погрешностью ±30%. Радиометр радона РРА-01М-03 предназначен для измерений объемной активности (ОА) радона-222 и торона-220 в воздухе жилых и рабочих помещений, а также на открытом воздухе [1-5]. Интегральные измерения объемной активности радона в воздухе помещений выполнялись методом пассивной сорбции с помощью радоновых экспозиметров с последующей обработкой данных. В каждом помещении экспонировались по 2 штуки экспозиметров для увеличения точности результатов измерений. Метод дает возможность усреднять суточные и среднесуточные вариации уровней накопления радона. Измерения плотности потока радона (ППР) производились путем экспонирования на поверхности грунта одновременно 8 шт. накопительных камер с активированным углем, после чего активность сорбированного радона определялось на радиометрическом комплексе УСК Гамма - плюс (с программным обеспечением) по

равновесной активности его дочерних продуктов распада (ДПР).

Объемная активность радона зависит от времени суток, от сезона. При отсутствии антропогенных и атмосферных факторов соблюдается почти всегда нормальный суточный ход концентрации

радона: минимальные значения ОА радона наблюдаются в послеполуденное время, а максимальные - в предрассветные часы, поэтому измерения проводились в основном в дневное время (с 09°°-1800ч), когда концентрация радона соответствует среднесуточному значению.

Результаты исследования и их обсуждение. Всего на содержание радона было исследовано более 500 домов, расположенных на разных участках населенных пунктов Бай-Тайгинского, Монгун-Тайгинского, Улуг-Хемского, Кызылского, Тандынского, Тере-Хольского, Сут-Хольского, Чеди-Хольского, Эрзинского, Дзун-Хемчикского, Тес-Хемского кожуунов. Социально-географические характеристики кожуунов представлены в таблице 1.

Жилые помещения - одноэтажные, по типу стройматериалов - деревянные. Измерения ОА радона в помещениях проводились с помощью метода активной сорбции в весенние, летние, зимние периоды (с 2014 по 2023 гг.). Длительность одного измерения составила 25 мин. Измерения проводились в комнатах постоянного пребывания людей. Точка измерения выбиралась в месте, исключающем прохождение через него потоков воздуха, обусловленных сквозным проветриванием помещения (в стороне от

прямой, соединяющей окно и дверь в ОА радона в воздухе жилых помещений помещении) [5]. Результаты исследования представлены в таблице 2.

Таблица 1 - Социально-географическая характеристика кожуунов

Число В том числе: Координаты

жилых Число Мно-

домов жилых го-

Кожуун Площадь территории, 2 км Население (данные 2016 г.) (индивиду-ально-определенных зданий) и много-квартир- домов (инди-ви- дуально- определенных зданий) квартир-ных жилых домов Общая площадь зданий много-квартирных жилых домов, 2 тыс. м Ширина Долгота

ных

жилых

домов-

всего

Бай- 7922 10 448 1568 991 577 64,6 50о5216011 92о551511

Тайгин-

ский

Барун- 6259 12 406 1712 856 854 86,1 51о1510011 90о1716011

Хемчик-

ский

Дзун- 19 524 6484,56 3918 2954 964 51о1910011 91о3410011

Хемчик-

ский

Каа- 11 949 25726,04 2610 1710 900 113,0 51о1910011 95о5710011

Хемский

Кызыл- 30 140 8526,65 4971 3199 1772 218,8 51.71472 94.45338

ский

Монгун- 5824 4414,20 775 273 502 40,8 50о0216011 89о5210011

Тайгин-

ский

Овюрский 6819 4522,50 1231 695 536 57,8 50о43152.7611 92о4138.7911

Пий- 9931 8194,12 2197 1400 797 79,6 52о0416011 94о0110011

Хемский

Сут- 7926 6691,25 1843 1532 311 35,1 51о2316011 91о1616011

Хольский

Тандин- 13576 5091,70 2522 1511 1011 118,1 51о2110011 94о0410011

ский

Тере- 1879 10050,02 531 481 50 6,3 50о3515511 97о3111511

Хольский

Тес- 8266 6687,23 1242 469 773 85,2 50.653 95.327

Хемский

Тоджин- 6428 44757,49 980 444 536 53,2 52о2810011 96о0710011

ский

Улуг-Хемский 18937 5335,40 2775 970 1605 237,7 51°31Ч3и 92о551511

Чаа- Хольский 6058 2903,10 960 510 450 56,2 51°31l60u 92о2216011

Чеди-Хольский 7712 3706,32 974 640 334 77,3 5r13l00u 94о3410011

Эрзинский 8280 11081,45 1215 673 542 70,6 50о1610011 95о1010011

Таблица 2 - Объемная активность радона в помещениях населенных пунктов

Республики Тыва

№ Кожуун Населенный ОАрадона

пункт Макс. Средн. Мин.

1 Монгун-Тайгинский Мугур-Аксы 370±74 184,5 <20

2 Бай- с. Шуй 979±166 533,25 421±79

Тайгинский с. Тээли 234±49 90,73 36±14

с. Хемчик 62±20 44,10 20±10

с. Бай-Тал 264±58 67,00 <20

3 Улуг-Хемский г. Шагонар 88±25 50,47 26±13

с. Хайыракан 88±25 49,44 <20

с. Ийи-Тал 178±42 73,60 <20

с. Арыг-Бажы <20 <20 <20

с. Чодураа 74±24 47,00 <20

с. Торгалыг с. Арыскан 52±19 46±16 35,00 28,60 <20 <20

с. Иштии-Хем 31±13 26,50 <20

с. Арыг-Узу 165±41 59,14 <20

4 Кызылский с. Ээрбек 33±11 23,45 <20

с. Целинное 43±15 25,15 <20

с. Шамбалыг 33±11 22,08 <20

с. Сукпак 39±13 26,00 <20

с. Усть-Элегест 39±13 26,90 <20

5 Тандынский с. Межегей 59±21 31,20 <20

с. Бай-Хаак 59±21 33,83 <20

с. Дурген 59±21 32,75 <20

с. Кочетово <20 <20 <20

с. Владимировка <20 <20 <20

6 Тере-Холский с. Кунгуртуг 88±25 64,40 <20

с. Белдир-Чазы 46±18 66,29 <20

с. Оттук-Даш 286±57 19,35 <20

с. Тал 317±63 163,83 <20

7 Сут-Хольский с. Кара-Чыраа 166±38 53,65 <20

с. Суг-Аксы 161± 37 80,00 20±10

с. Ак-Даш 125±33 70,60 65±21

с. Бора-Тайга 130±32 92,26 62±20

с. Хор-Тайга 132±35 61,66 20±10

с. Алдан-Маадыр 135±33 99±26 72±22

с. Кызыл-Тайга 72±22 51±18 36±14

8 Чеди-Хольский с. Хову-Аксы 83±24 43,63 <20

с. Ак-Тал 112±32 40,30 <20

с. Чал-Кежик 93±26 40,00 <20

с. Сайлыг 93±26 45,20 <20

с. Элегест 119±38 57,16 <20

9 Эрзинский с. Эрзин 112±32 45,26 <20

с. Бай-Даг 98±26 44,34 <20

с. Сарыг-Булун 92±28 42,00 <20

с. Нарын 112±32 50,51 <20

с. Морен 110±24 56,23 <20

10 Дзун-Хемчикс- г. Чадан 140±33 44,75 <20

кий с. Хондергей 138±37 46,27 <20

с. Бажын-Алаак 198±47 38,27 <20

с. Теве-Хая 152±39 49,32 <20

с. Хайыракан 158±39 40,75 <20

11 Тес-Хемский с. Самагалтай 67±20 29,90 <20

с. Ак-Бельдир 62±20 28,86 <20

с. Шуурмак 62±20 38,51 <20

с. Куран 72±22 24,46 <20

с. Ак-Эрик 83±24 41,71 <20

Уровни радона значительно различаются в разных помещениях. ОА радона в помещениях менялась в диапазоне от 20 ± 06 до 979 ± 166 Бк/м3, среднеарифметическое значение составило 35+11 Бк/м . На концентрацию радона внутри помещений оказывает влияние возраст здания. С течением времени любая постройка оседает, в фундаменте образуются трещины, и поступление радона может увеличиться. Поэтому даже благополучное здание время от времени необходимо тестировать на наличие радона. Однако прямая связь между возрастом зданий и уровнями радона не была установлена. Максимальное мгновенное значение ОА составило 979 ± 166 Бк/м3. Во всех обследованных жилых помещениях Бай-Тайгинского кожууна зафиксированы высокие значения концентрации радона (среднее значение 80 Бк/м3), что можно предположить их

относительное радоновое неблагополучие. Полученная величина средней ЭРОА радона для с. Шуй составила 281 Бк/м , что превышает установленный НРБ-99 норматив для эксплуатируемых зданий (200 Бк/м3, [6, 7]) и значительно превышает среднемировую величину (16 Бк/м3, [2]). Оценены суточные вариации объемной активности радона-222 в помещениях Монгун-Тайгинского, Бай-Тайгинского, Сут-Хольского, Кызылского кожуунов. Измерения проведены радиометром радона РРА01М-03, который позволяет круглосуточно фиксировать величину объемной активности радона, а также серию метеопараметров (атмосферное давление, влажность, температура воздуха). Колебания концентрации радона в атмосфере имеют довольно четко выраженный ход с максимальными значениями в предрассветные часы, а минимальные - после полудня. Наши

исследования в разных районах Тувы (Кызылский кожуун, Сут-Холский, Бай-Тайгинский, Монгун-Тайгинский), показали, что в 2 случаях из 6 соблюдается нормальный суточный ход.

Исследовано содержание радона в жилых многоэтажных зданиях Кызыла и изучено влияние микросейсмособытия на значение объемной активности комнатного радона. В ходе исследования было установлено, что сейсмособытие вызывает увеличения концентрации радона в помещениях в 40 раз. В результате залпового выброса радона объемная активность радона в жилых помещениях может превышать нормы радиационной безопасности (НРБ) в 10 раз. Установлена аномальная предсейсмическая вариация радона с помощью эманнационного способа в подвальном помещении (п.Каа-Хем). Перед землетрясением, 19 марта, регистрировано почти 30- кратное возрастание концентрации радона по сравнению со средним значением. Отмечено, что тектоническое событие произошло спустя 17 часов с начала увеличения концентрации радона. Значительное увеличение концентрации радона 19 марта в подвальном помещении

обусловлено изменениями в геосреде перед сейсмособытием (эпицентр находился в 102 км восточнее от пункта наблюдения). Установлено, что среднее значение объемной активности радона составило 1175 Бк/м3, при максимальном 1937 Бк/м3. Спустя две недели содержание радона снова установилось на уровне фоновых значений. Резкое возрастание

концентрации радона за 17 часов перед землетрясением можно рассматривать как оперативный предвестник.

Для характеристики оценки радиационной опасности, нами условно все здания были разделены на три группы опасности. В основу этого разделения были положены следующие принципы [1 ]:

1) При концентрации радона в 2,5 раза ниже допустимого значения здание относилось к первой категории опасности.

2) При наличии в здании помещений с концентрациями радона от 40 до 100 Бк/м3 здание относилось ко второй категории опасности.

3) При обнаружении концентраций радона выше 100 Бк/м3 здание относилось к 3 категории опасности. Результаты оценки представлены в табл. 3.

Таблица 3 - Оценка радонобезопасности жилых помещений

Показатель Диапазоны значений показателей по категориям радоноопасности

ОА радона в воздухе помещений, Бк/м3 1 категория 2 категория 3 категория

< 40 40 - 100 > 100

Процентная доля, % 5 41 54

Вывод: Уровни радона значительно различаются в разных помещениях. ОА радона в помещениях менялась в диапазоне от 20 ± 06 до 979 ± 166 Бк/м3, среднеарифметическое значение составило 35+11 Бк/м . Для уточнения сезонных

Библиографический список

1. Процессы накопления радона-222 в помещениях, расположенных в сейсмоактивных зонах Тувы (на примере Бай-Тайгинского района) / О. Д. Кендиван, С. Х. Биче-оол, С. Д. Монгуш [и др]. - Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 9(5). - С. 1019-1022.

2. Еремеева, Т. Н. Опыт радиационно-гигиенических обследований детских дошкольных учреждений / Т. Н. Еремеева, С. Э. Сухих. - Текст : непосредственный // АНРИ. - 1999. - № 1. - С. 27-32.

3. Кендиван, О.Д. Объемная активность радона в воздухе зданий дошкольных учреждений / О.Д Кендиван, А. Т.

вариаций концентрации радона в помещениях следует провести

дополнительные измерения в осенне-зимний период, по крайней мере для зданий третьей категории.

Куулар. - Текст : непосредственный // Вестник Омского университета. - 2014.

- № 2. - С. 76-78.

4. Кендиван, О. Д. Экологическая оценка жилых помещений Мугур-Аксы на содержание концентрации радона / О.Д. Кендиван, А. А. Ховалыг. - Текст : непосредственный // Успехи современного естествознания. - 2014. -№ 3. - С. 182.

5. Кендиван, О. Д. Процессы накопления радона-222 в помещениях, расположенных в сейсмоактивных зонах Тувы (на примере Монгун-Тайги) / О. Д. Кендиван, А. А. Ховалыг. - Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 11 (часть 7).

- С. 1344-1346.

7. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). СП 2.6.1. 758-99. - Москва.: Минздрав России, 1999. - 155 с. - Текст : непосредственный.

References

1 Kendivan O.D., Biche-ool S.Kh., Mongush S.D. et al. Processy nakoplenija radona-222 v pomeshhenijah, raspolozhennyh v sejsmoaktivnyh zonah Tuvy (na primere Baj-Tajginskogo rajona) [Radon-222 Accumulation Processes in the seismically active areas of Tuva (based on the sample of the Bai-Taiga district)]. Fundamental Research, 2014, no. 9(5), p. 1019-1022. (In Russian)

2. Eremeeva T. N., Sukhoi S. E. Opyt radiacionno-gigienicheskih obsledovanij detskih doshkol'nyh uchrezhdenij [Experience of radiation and hygienic examinations of preschool institutions]. ANRI Publ., 1999, no.1, p. 27-32. (In Russian)

3. Kendivan O.D., Kuular A.T. Ob#emnaja aktivnost' radona v vozduhe zdanij doshkol'nyh uchrezhdenij [The volume activity of radon in the air of preschool

institutions buildings]. Journal of Omsk University, 2014, no. 2, p. 76-78. (In Russian)

4. Kendivan O.D., Khovalyg A.A. Jekologicheskaja ocenka zhilyh pomeshhenij Mugur-Aksy na soderzhanie koncentracii radona [Ecological assessment of residential premises of Mugur-Aksy for the content of radon concentration]. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya [Successes of modern natural science], 2014, no. 3, p. 182. (In Russian)

5. Kendivan O.D., Khovalyg A.A. Processy nakoplenija radona-222 v pomeshhenijah, raspolozhennyh v sejsmoaktivnyh zonah Tuvy (na primere Mongun-Tajgi) [Processes of accumulation of radon-222 in rooms located in seismically active zones of Tuva (based on the sample of the Mongun Taiga)]. Fundamental research, 2013, no. 11 (part 7), p. 1344-1346. (In Russian)

6. Normy radiacionnoj bezopasnosti (NRB-99). SP 2.6.1. 758-99 [Radiation safety standards (NRB-99). SP 2.6.1. 758-99]. Moscow, Ministry of Health Safety of Russia, 1999, 155 p. (In Russian)

Кендиван Ольга Даваа-Сереновна - кандидат химических наук, доцент, кафедра химии, ФГБОУ ВО «Тувинский государственный университет», г. Кызыл, Российская Федерация, e-mail: [email protected]

Кара-Сал Сай-Суу Олеговна - учитель биологии МБОУ СОШ №1 пгт. Каа-Хем, Республика Тыва, Российская Федерация, e-mail: [email protected]

Ооржак Урана Спартаковна - кандидат биологических наук, доцент, кафедра химии, ФГБОУ ВО «Тувинский государственный университет», г. Кызыл, Российская Федерация, email: [email protected]

Olga Davaa-Serenovna Kendivan - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Department of Chemistry, Tuvan State University, Kyzyl, Russian Federation, e-mail: [email protected]

Sai-Suu Olegovna Kara-Sal - Biology Teacher at Municipal State-Funded Educational Institution Secondary School of Kaa-Khem settlement, Kyzyl District, Republic of Tuva, Russian Federation, e-mail: [email protected]

Urana Spartakovna Oorzhak - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Chemistry, Tuvan State University, Kyzyl, Russian Federation, e-mail: [email protected]

Статья поступила в редакцию 12.01.2024